네트워크 개론5

6. 중계기

 

중계기의 기능

1. 접속 시스템의 수 증가
2. 네트워크 전송 거리 연장

중계기 원리

1. 네트워크에서 신호를 수신 & 증폭
2. 다음 구간으로 재전송

보통 전송거리가 100m 이상일 때 중계기 사용

중계기는 노드 사이의 케이블에서 신호를 증폭시켜 신호 감소를 해결

 

중계기 특징

• 신호를 증폭시킬뿐 데이터 내용 변경 없음
• 근거리 통신망을 구성하는 세그먼드들을 확장 or 연결하는데 주로 사용
• 간혹 물리적 저항 & 임피던스로 신호 감쇠 발생하면 신호를 재생하고 타이밍 재조정

7. 라우터

• 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치.
• 근거리,대도시,광대역 통신망 연결하는데 사용
• 논리적 주소에 따라 네트워크 트래픽 방향을 지정하는 게이트웨이와 유사한 장치
• 둘 이상의 네트워크 연결에 사용, 웹페이지 요청을 수신지로 전송하는 결정적 역할
• 비용은 허브나 스위치보다 비싸다

기능

• IP주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈수 있는 경로를 검사, 효율적 경로를 선택.(라우팅 기능)
• 오류 패킷의 폐기
• 혼잡 제어
• 서로 다른 네트워크간에 데이터 전송
• 방화벽과 같은 1차적인 보안 기능 제공

라우팅 테이블 

• 수신지의 인터넷상 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정.
• 라우터간의 정보 교환을 동적으로 변경 가능
• 경로가 결정되면 해당 경로로 데이터를 보냄
• 라우팅을 결정함.

 

 

03. 네트워크 접속 형태

전송매체와 프로토콜이 결정되면 컴퓨터는 여러 가지 형태로 구성할 수 있다.
네트워크 구성을 '네트워크 토폴로지(Network Topology)라고 하는데, 네트워크에 연결되어 있는 여러 노드와 링크가 물리적 또는 논리적으로 배치되어 있는 방식이다.

 

 

접속형태

1. 성형
2. 트리형
3. 버스형
4. 링형
5. 그물형

1. 성형

• 전화망에서 유래된것으로 가장 일반적인 네트워크 구성.
• 허브가 네트워크 중앙에 위치하여 다른 모든 노드를 연결
• 중앙의 허브에 모든 노드가 연결되어 통신망의 처리 능력과 신뢰성은 허브가 좌우
• 각 장친느 서로 직접 연결되있지 않아 직접통신 불가능
• 중앙의 제어장치(허브)가 교환역할을 함

*단점

• 중앙의 전송제어장치에 좌지우지 된다.
• 몇몇 다른 접속 형태(트리형,링형,버스형)보다 많은 케이블을 연결해야함
• 최초로 설치할 때 케이블 링에 소요되는 비용과 노력이 크다.

*장점

• 성형 접속 형태에서 각 장치는 다른 장치와 연결하는 링크 한 개와 I/O 포트 한개만 필요하므로 설치비용이 저렴
• 중앙 집중적인 구조라 유지보수 & 확장이 용이
• 링크 하나가 끊어 져도 다른 링크는 영향 받지 않아 안전성 확보.

 

2. 버스형

• 모든 네트워크 노드 및 주변장치가 파이프 등 일자형의 케이블(버스)에 연결되어 있는 형태.
• 하나의 긴 케이블에 모든 노드가 연결
• 케이블의 시작과 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여 신호가 케이블로 되돌아 오는것을 막아줌
• 하나의 노드가 전송을 하면 브로드캐스트 되어 다른 모든 노드가 수신할 수 있다.
• 그렇게 흘러온 데이터가 자신의 주소가 아니면 흘려보낸다.
• 노드는 탭과 유도선으로 버스에 연결되는데, 유도선은 주 케이블과 장치를 연결하는 선을 말함
• 신호가 중추 네트워크를 따라 이동할 때 그 에너지의 일부는 열로 반환되므로 신호는 멀리 갈수록 약해짐

 

*단점

• 장비 수가 많아지면 네트워크 성능 저하, 중앙 케이블 고장나면 전체 네트워크 동작불가
• 버스케이블에 결함&파손이 생기면 모든 전송 중단, 끊어진 한쪽 지역에 있는 장치 간에 전송 불가.
• 손상된 지역은 양방향으로 잡음이 일어남
• 재구성, 결합 & 분리 어려움
• 버스형은 설치 시점에 최고 효율 내도록 설계되므로 새로운 장치 추가가 어려움
• 탭에서 일어나는 신호의 반사가 신호의 질을 저하시킬수 있음
• 베이스밴드 전송 박식에서는 케이블 거리가 멀어지면 신호가 약해져 중계기를 사용해야함
• 한 노드에서 데이터 전송할 때 다른 노드에서 이미 데이터를 전송하고 있으면 충돌이 발생
• 연결된 노드수나 트래픽이 많아지면 충돌 잦아져 네트워크 성능 저하

*장점

• 설치가 간단, 케이블 비용이 적게듬, 장비 추가 용이, 고장나도 전체 네트워크에 영향 없음
• 중추 케이블을 가장 효과적으로 설치
• 다양한 길이의 유도선으로 노드 연결 가능

3. 트리형

트리형은 성형의 변형으로, 중앙에 있는 전송제어장치에 모든 장비를 연결한 것이 아니라 트리형태의 노드에 전송제어장치를 두어 노드들을 연결하는 형태.

 

*단점

• 중앙 트래픽 집중으로 병목현상 발생 가능
• 중앙집중 문제

*장점

• 제어가 간단, 관리&네트워크 확장이 쉬움
• 여러 컴퓨터를 분리하거나 우선순위 부여 가능
• 특정 2차 허브에 연결된 컴퓨터에 더 높은 우선순위 부여

 

4. 링형

노드가 링에 순차적으로 연결된 형태

하나의 노드에서 전송한 데이터는 원을 따라 한 방향으로 보내진다.

수신지가 아닌 노드에서는 매번 신호를 재생 하여 다음 노드로 전송

수신지 노드가 데이터를 수신하면 링에서 그 데이터를 제거

 

단방향 단순링형과 양방향인 이중 링형이 있다.

 

*단점

• 링을 제어하는 절차가 복잡, 장비 추가시엔 링을 절단한 후 추가.
• 단순링형에서는 링에 결함이 생기면 전체 네트워크 사용 불가 (이중링형이나 스위치를 사용하면 해결)

* 장점

• 구조가 단순하여 설치와 재구성이 쉽다
• 장애 발생후 복구시간이 빠르다
• 장치를 추가하거나 삭제할 때는 단지 연결선 두개만 움직이면 된다.
• 한 장치가 특정한 시간 내에 신호를 받지 못하면 경보를 낼수 있다.
• 성형보다 케이블 비용을 많이 줄일수 있다.